Question

次氯酸鈉（NaClO）和藏氯酸鈉（NaClO）都是重要的含氯消毒劑．
（l） NaClO中，氯元素的化合價為

 

．
（2）某同學在實驗室探究并制作一種家用環(huán)保型消毒液（NaClO）發(fā)生器，設(shè)計了如圖的裝置，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液．
①通電時，為使Cl₂被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，則電源有b電極名稱為

 

（填“正”、“負”、“陰”或“陽”）投．
②裝置中發(fā)生反應的有關(guān)化學方程式為

 

；充分電解后溶液中各離子濃度由大到小順序為

 

．
③請說出使用該裝置生產(chǎn)消毒液的一個優(yōu)點和一個注意事項

 

．
（3）化學課外活動小組為測定某品牌“84消毒液”中NaClO的含量（單位體積溶液含有NaCIO的質(zhì)量），做了如下實驗．已知：ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O        I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
取10mL該消毒液于錐形瓶中，迅速加入適量的硫酸酸化的碘化鉀溶液，密封、充分混合，暗處放置幾分鐘．然后加入幾滴淀粉溶液，用c mol/L的硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）標準溶液滴定，平均用去VmL硫代硫酸鈉溶液．則該“84消毒液”中NaCIO的含量為

 

g/mL（用含c、V的式子表示）．
（4）以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖：

己知：（i）NaClO₂ 的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結(jié)晶析出：NaClO₂.3H₂O；
（ii）純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下較安全；
（iii） HClO₂可看成是強酸．
①發(fā)生器中發(fā)生反應的離子方程式為

 

在發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是

 

．
②吸收塔內(nèi)的反應的化學方程式為

 

．在吸收塔中為防止被還原成NaCI，所用還原劑的還原性應適中．除外，還可以選擇的還原劑

 

（填序號）．
A．Na₂O₂      B．Na₂S    C．FeCl₂
③從濾液中得到NaClO₂.3H₂O粗晶體的實驗操作依次是

 

（填序號）．
A．蒸餾    B．蒸發(fā)  C．灼燒  D．過濾  E．冷卻結(jié)晶．

Answer 1

考點：電解原理,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設(shè)計題,電化學專題

分析：（1）根據(jù)化合價規(guī)則推斷元素的化合價；
（2）石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液制取次氯酸鈉的原理是：電解生成的氫氧化鈉和氯氣之間發(fā)生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉，在陰極上會產(chǎn)生氫氣，氫氣的密度小，要及時處理，根據(jù)溶液中離子濃度之間的關(guān)系來回答；
（3）根據(jù)反應原理：ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-找到關(guān)系式：ClO^--I₂-2S₂O₃^2-根據(jù)硫代硫酸鈉的量進行計算；
（4）①根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應理論判斷反應物、生成物，書寫方程式．
②還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO₂生產(chǎn)；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)，Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．
③從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．

解答： 解：（1）鈉元素是+1價，氧元素是-2價，根據(jù)化合價規(guī)則推斷Cl元素是+3價，故答案為：+3；
（2）①石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液制取次氯酸鈉的原理是：電解生成的氫氧化鈉和氯氣之間發(fā)生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉，在陰極上會產(chǎn)生氫氣，通電時，為使Cl₂被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，則電源b應該是正極，該極上產(chǎn)生的是氯氣，b電極名稱為正，故答案為：b；
  ②電解飽和氯化鈉溶液制取次氯酸鈉的原理是：電解生成的氫氧化鈉和氯氣之間發(fā)生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉，即2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，在氯化鈉和次氯酸鈉的混合液中，c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
③該裝置制取消毒液時，方便、快捷，在陰極上會產(chǎn)生氫氣，氫氣的密度小，要及時處理，故答案為：方便、快捷；生成的可燃性氣體，要及時處理，以免出現(xiàn)危險；
（3）根據(jù)反應原理：ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-找到關(guān)系式：
        ClO^--I₂-2S₂O₃^2-
         1          2
  

1

2

cV×10^-3mol   cV×10^-3mol
10mL消毒液中含有次氯酸鈉的物質(zhì)的量是

1

2

cV×10^-3mol，則含量是

1 2 cV×10-3×74.5

10

g/ml=

7.45

2

×10^-3cVg/ml，故答案為：

7.45

2

×10^-3cV．
（4）①發(fā)生器中發(fā)生反應的離子方程式為2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂↑+SO₄^2-，在發(fā)生器中鼓入空氣可以稀釋ClO₂以防止爆炸，故答案為：2ClO₃^-+SO₂=2ClO₂↑+SO₄^2-；稀釋ClO₂以防止爆炸；
②根據(jù)流程信息可知，吸收塔內(nèi)生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產(chǎn)生，反應方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產(chǎn)物，影響NaClO₂生產(chǎn)；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產(chǎn)．Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．Na₂S、FeCl₂還原性較強，生成物與NaClO₂分離比較困難．
故答案為：A．
③從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶方法，通過過濾得到粗晶體．所以操作順序為BDE．
故答案為：BED．

點評：本題是一道關(guān)于物質(zhì)的分離和提純知識的綜合考查題，考查學生氧化還原反應的有關(guān)知識，綜合性強，難度大．